비휘발성 메모리

Non-volatile memory
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시스템 메모리 및 데이터 저장소 유형
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비휘발성 메모리(NVM) 또는 비휘발성 저장소는 전원이 차단된 후에도 저장된 정보를 보존할 수 있는 컴퓨터 메모리의 일종이다.이와는 대조적으로 휘발성 메모리는 데이터를 보존하기 위해 일정한 전력을 필요로 한다.

비휘발성 메모리는 일반적으로 NAND 플래시, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 플래시 메모리 스토리지를 포함하여 플로팅게이트 MOSFET(금속-산화물-반도체 전계효과 트랜지스터)로 구성된 플로팅게이트 메모리 셀에 데이터를 저장하는 반도체 메모리 칩의 저장을 말한다.

비휘발성 메모리의 다른 예로는 읽기 전용 메모리(ROM), EPROM(삭제 가능 프로그램 가능 ROM) 및 EEPROM(전기 소거 가능 프로그램 가능 ROM), 페로전 램, 대부분의 컴퓨터 데이터 저장 장치(예: 디스크 스토리지, 하드 디스크 드라이브, 광 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프) 및 초기 컴퓨터 저장 방법이 있다.펀치 테이프와 [1]카드

개요

비휘발성 메모리는 일반적으로 2차 저장 또는 장기 영구 저장 작업에 사용된다.오늘날 가장 널리 사용되는 1차 스토리지의 형태는 휘발성 형태의 RAM이다. 즉, 컴퓨터가 종료되면 RAM에 포함된 모든 것이 손실된다는 뜻이다.그러나 대부분의 형태의 비휘발성 메모리는 이를 주 저장소로 사용하기에는 부적합한 한계가 있다.일반적으로 비휘발성 메모리는 휘발성 랜덤 액세스 메모리에 비해 비용이 더 많이 들거나 성능이 낮거나 수명이 짧다.

비휘발성 데이터 저장장치는 전기 어드레싱 시스템(읽기 전용 메모리)과 기계 어드레싱 시스템(하드디스크, 광디스크, 자기테이프, 홀로그램 메모리 등)으로 분류할 수 있다.[2][3]일반적으로 말하면, 전기 어드레싱 시스템은 비트가 비싸고 용량이 제한되지만 속도가 빠른 반면 기계 어드레싱 시스템은 비트당 비용이 적게 들지만 속도가 느리다.

전기 어드레싱

주요 기사: 비휘발성 랜덤 액세스 메모리

전기 어드레싱 반도체 비휘발성 메모리는 쓰기 메커니즘에 따라 분류할 수 있다.마스크 ROM은 공장에서만 프로그래밍할 수 있으며, 일반적으로 제조 후 업데이트할 필요가 없는 대용량 제품에 사용된다.프로그램 가능한 읽기 전용 메모리는 제조 후 변경될 수 있지만, 특별한 프로그래머가 필요하며 대개 대상 시스템에 있는 동안에는 프로그래밍할 수 없다.프로그래밍은 영구적이며 추가 변경은 장치를 교체해야 한다.데이터는 장치의 저장 사이트를 물리적으로 변경(소각)하여 저장된다.

대부분의 장치 읽기

EPROM은 한 번 이상 변경할 수 있는 소거 불가능한 ROM이다.그러나, EPROM에 새로운 데이터를 쓰기 위해서는 특별한 프로그래머 회로가 필요하다.EPROM은 자외선으로 지울 수 있는 쿼츠 창이 있지만 한 번에 전체 기기가 지워진다.1회 프로그램 가능(OTP) 장치는 쿼츠 윈도우 없이 EPROM 칩을 사용하여 구현될 수 있다. 이것은 제조 비용이 덜 든다.전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리 EEPROM은 전압을 사용하여 메모리를 소거한다.이러한 소거 가능한 메모리 장치는 데이터를 지우고 새 데이터를 쓰는 데 상당한 시간이 필요하며, 일반적으로 대상 시스템의 프로세서에 의해 프로그래밍되도록 구성되지 않는다.데이터는 정보를 저장하기 위해 절연 제어 게이트에 전하를 걸거나 해제하기 위해 특수 작동 전압이 필요한 플로팅게이트 트랜지스터를 사용하여 저장된다.

플래시 메모리

주요 기사:플래시 메모리

플래시 메모리는 외부 전원 없이 저장된 데이터를 유지하는 솔리드 스테이트 칩이다.EEPROM과 밀접한 관련이 있다. EEPROM에 비해 삭제 작업은 블록 단위로 수행해야 하며 용량이 EEPROM에 비해 상당히 크다는 점에서 차이가 있다. 플래시 메모리 장치는 두 가지 기술을 사용한다.NOR 및 NAND—데이터 매핑.NOR 플래시는 특정 메모리 위치에서 고속 랜덤 액세스, 읽기 및 쓰기 데이터를 제공하며, 단일 바이트만 검색할 수 있다.NAND 플래시는 고속으로 순차적으로 읽고 쓰면서 블록 단위로 데이터를 처리하지만 NOR에 비해 읽기 속도가 느리다.낸드 플래시는 쓰기보다 읽기 속도가 빨라 전체 페이지의 데이터를 빠르게 전송한다.NAND 기술은 고밀도의 NOR 플래시보다 비용이 덜 드는 동일한 크기의 실리콘을 위해 더 높은 용량을 제공한다.[4]

강전 램(F-RAM)

주요 기사:강전 램

Ferroelectric RAM(FeRAM, F-RAM 또는 FRAM)은 DRAM과 유사한 구조로 캐패시터와 트랜지스터를 사용하지만, 단순한 유전층을 사용하는 대신 F-RAM 셀은 납 지르콘산 티탄산염의 얇은 페로전 필름을 포함하고 있다.[Pb(Zr,Ti)O3], 일반적으로 PZT라고 한다.PZT의 Zr/Ti 원자는 전기장의 극성을 변화시켜 이진 스위치를 생성한다.극성을 유지하는 PZT 결정 때문에 F램은 전원이 차단되거나 중단될 때 데이터 메모리를 유지한다.

이 결정 구조와 어떻게 영향을 있기 때문에, F램 다른 비휘발성 메모리 옵션에서, 극도로 그런 것은 아니지만 무한하며 지구력(3.3V장치에 대한 1016년 읽기/쓰기 주기를 초과하는), 초 미립자 낮은 전력 소모량(이후 F램 다른 비휘발성 기억 같은 전하 펌프를 요구하지 않는다), 시 고등 포함하는 구분할 속성을 제공한다.쇼핑주기 쓰기 속도 및 감마선 허용 오차.[5]

자기저항 RAM(MRAM)

주요 기사: 자기저항 랜덤 액세스 메모리

자기저항 RAM은 자기 터널 접합(MTJ)이라는 자기 저장 요소에 데이터를 저장한다.에버스핀 테크놀로지의 4 Mbit와 같은 1세대 MRAM은 현장 유도 작문을 활용했다.제2세대는 주로 다음 두 가지 접근방식을 통해 개발된다.크로커스 테크놀로지가 개발하고 있는 열보조스위칭(TAS)[6]과 크로커스, 하이닉스, IBM 등 여러 기업이 개발하고 있는 스핀 전달토크(STT)가 그것이다.[7]

위상 변경 메모리(PCM)

주요 기사:위상 변경 메모리

위상변화 기억장치는 유리의 가열과 냉각을 통해 이루어진 비정형과 결정체 상태 사이의 위상을 역전적으로 변화시킬 수 있는 찰코겐화 유리에 데이터를 저장한다.결정상태는 저항이 낮고 무형상 위상은 저항이 높아서 전류를 ON/OFF하여 디지털 "1"과 "0" 상태를 나타낼 수 있다.[8][9]

FeFET 메모리

FeFET 메모리는 상태를 영구적으로 유지하기 위해 강전 물질이 있는 트랜지스터를 사용한다.

기계적으로 어드레싱된 시스템

참고 항목:IBM Milipede 및 홀로그래픽 메모리

기계적으로 어드레싱된 시스템은 기록 헤드를 사용하여 지정된 저장 매체에 읽고 쓰십시오.접근 시간은 장치에 있는 데이터의 물리적 위치에 따라 달라지기 때문에 기계적으로 주소가 지정된 시스템은 순차적 접근일 수 있다.예를 들어, 자기 테이프는 데이터를 긴 테이프에 비트 시퀀스로 저장하며, 저장소의 어떤 부분에 액세스하려면 녹음 헤드를 지나 테이프를 전송해야 한다.테이프 미디어는 드라이브에서 분리하여 저장할 수 있으며, 분리된 테이프를 검색하는 데 필요한 시간을 무제한으로 사용할 수 있다.[10][11]

하드 디스크 드라이브는 데이터를 저장하기 위해 회전하는 자기 디스크를 사용한다. 액세스 시간은 반도체 메모리보다 길지만, 저장된 데이터 비트당 비용은 매우 낮으며, 디스크의 모든 위치에 무작위 액세스를 제공한다.기존에는 탈착식 디스크 팩이 일반적이어서 저장 용량을 확장할 수 있었다.광디스크는 플라스틱 디스크의 색소층을 변경하여 데이터를 저장하며, 이와 유사하게 무작위 접근이다.읽기 전용 및 읽기-쓰기 버전을 사용할 수 있다. 이동식 미디어는 다시 무한 확장을 허용하며, 일부 자동화 시스템(예: 광학 주크박스)은 직접 프로그램 제어 하에 디스크를 검색하고 탑재하는 데 사용되었다.[12][13][14]

도메인월 메모리(DWM)는 데이터를 자기 터널 접합부(MTJ)에 저장하며, 이는 강자성 나노와이어에서 도메인월(DW) 운동을 제어함으로써 작동한다.[15]

유기농

추가 정보:유기전자

박막은 철전 중합체를 기반으로 다시 쓰기 가능한 비휘발성 유기물 철전 메모리를 생산한다.Thinfilm은 2009년에 롤투롤 인쇄된 기억을 성공적으로 시연했다.[16][17][18]Thinfilm의 유기 기억에서 강전 중합체는 수동 매트릭스의 두 개의 전극 세트 사이에 샌드위치되어 있다.금속선의 각 교차점은 강전 캐패시터로서 메모리 셀을 정의한다.

비휘발성 메인 메모리

비휘발성 메인 메모리(NVMM)는 비휘발성 속성을 가진 기본 스토리지다.[19]이 비휘발성 메모리의 적용은 보안 문제를 제시한다.[20]

참조

  1. ^ Patterson, David; Hennessy, John (1971). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Elsevier. p. 23. ISBN 9780080502571.
  2. ^ "i-NVMM: Securing non-volatile memory on the fly". Techrepublic. Archived from the original on 22 March 2017. Retrieved 21 March 2017.
  3. ^ "Non-Volatile Memory (NVM)". Techopedia. Archived from the original on 22 March 2017. Retrieved 21 March 2017.
  4. ^ Russell Kay (7 June 2010). "Flash memory". ComputerWorld. Archived from the original on 10 June 2010.
  5. ^ F-RAM Memory Technology, Ramtron.com, archived from the original on 27 January 2012, retrieved 30 January 2012
  6. ^ 실용적 MRAM의 출현
  7. ^ "Latest News". EE Times. Archived from the original on 19 January 2012.
  8. ^ Hudgens, S.; Johnson, B. (November 2004). "Overview of Phase-Change Chalcogenide Nonvolatile Memory Technology". MRS Bulletin. 29 (11): 829–832. doi:10.1557/mrs2004.236. ISSN 1938-1425.
  9. ^ Pirovano, A.; Lacaita, A.L.; Benvenuti, A.; Pellizzer, F.; Hudgens, S.; Bez, R. (December 2003). "Scaling analysis of phase-change memory technology". IEEE International Electron Devices Meeting 2003: 29.6.1–29.6.4. doi:10.1109/IEDM.2003.1269376.
  10. ^ "Definition: tape drive". TechTarget. Archived from the original on 7 July 2015. Retrieved 7 July 2015.
  11. ^ "Tape Drives". snia.org. Archived from the original on 7 July 2015. Retrieved 7 July 2015.
  12. ^ "What is hard drive?". computerhope.com. Archived from the original on 8 July 2015. Retrieved 7 July 2015.
  13. ^ "IBM 2314 Disk Drives". ncl.ac.uk. Archived from the original on 2 October 2015. Retrieved 7 July 2015.
  14. ^ "Optical Blu-ray Jukeboxes and Libraries Systems for Archiving Storage - Kintronics". kintronics.com. Archived from the original on 20 July 2015. Retrieved 7 July 2015.
  15. ^ Parkin, Stuart S. P.; Hayashi, Masamitsu; Thomas, Luc (11 April 2008). "Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory". Science. doi:10.1126/science.1145799.
  16. ^ Thinfilm and InkTec은 IDTechEx의 기술 개발 제조상 IDTechEx, 2009년 4월 15일 수상
  17. ^ PolyIC, ThinFilm은 Wayback Machine EETimes, 2009년 9월 22일 Wayback Machine EETimes에서 2012년 9월 29일 보관된 볼륨 인쇄 플라스틱 메모리 파일럿을 발표함
  18. ^ 인쇄된 메모리 대량 생산을 위한 모든 세트 2010년 4월 13일 웨이백 머신 인쇄 전자 제품 월드에 보관, 2010년 4월 12일
  19. ^ "NVDIMM – Changes are Here, So What's Next?" (PDF). snia.org. SINA. Retrieved 24 April 2018.
  20. ^ 신흥 비휘발성 메인메모리의 보안 취약성 및 대책

외부 링크